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Thema: Ratiometrischen Sensor messen

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Ratiometrischen Sensor messen

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    Hi,

    ich hab mir in letzter Zeit ein paar Gedanken zu meinem (ratiometrischen) Drucksensor gemacht. Dieser hängt an einem LM317 (auf 5V), welcher natürlich etwas rauscht. Die Ausgangsspannung des Sensors wird per Spannungsteiler auf max. 3V gebracht, da ich einen ATXMega verwende. Um das Rauschen auf den 5V etwas rauszuhauen, hab ich mir überlegt, ARef des µC auch per Spannungsteiler zu erstellen. Außerdem soll noch ein DAC damit referenziert werden.
    Was haltet ihr von der Idee? Laut DB des XMega ist die Input Impedance größer 10MOhm, die Kapazität bei 7pF.
    Als Spannungsteiler wollte ich die gleiche Größenordnung wie beim Sensor Ausgang verwenden, also 6k8 / 10k. Dazu dann noch einen 100nF, welcher auch am Sensor hängt. Somit hätte ich zwei "gleichwertige" Tiefpässe, die somit gleich auf Störungen reagieren. Da an den 5V auch noch ein RC-Empfänger hängt, kommt es manchmal vor, dass dieser im 1sec Takt mehr Strom benötigt und die 5V dann um einige mV abfallen, was ich kompensieren muss / will.
    Ist meine Idee dazu geeignet oder habt ihr bessere Vorschläge? Eine extra Stromversorgung / Spannungsregler kommt nicht in Frage, dafür ist kein Platz.

    Vielen Dank & Gruß
    Chris

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Nach meinem Verständnis ist gerade beim ratiometrischen Messen die absolute Höhe der Betriebsspannung ohne Einfluss, damit auch jede Änderung, solange sie gleichermaßen auf Sensor und Messreferenz wirkt. Demnach also eher keine Tiefpässe einbauen - die könnten bei Ungleichheit eher stören als helfen.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Ja da hast du Recht, aber ich dachte mir, wenn am Sensor und an der Referenz der gleiche Tiefpass hängt, sollte das doch keine Rolle spielen. Aber ich kann ihn auch weglassen, im µC läuft sowieso noch ein IIR Filter, der sollte das schon packen (zumal der RC sowieso kaum filtert, da zu "klein" dimensioniert).
    Ansonsten hältst du meine Idee für sinnvoll?

    Gruß
    Chris

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Wenn man so empfindlich messen will (oder muß), daß man sogar Filter rechnen muß, ist eine Stromversorgung an der auch andere hängen kontraproduktiv. Nicht umsonst haben die meißten µC einen eigenen Vcc Anschluß für den ADC. Platz kann und darf da kein Argument sein. Der Sensor sollte weit weg (räumlich und elektrisch) von anderer, insbesondere digitaler Elektronik sein. Das Layout sollte sorgfältigst aufgeführt werden, Stichworte sind da Ground Guards und entkopppelte Masse und Versorgungsanschlüsse. Kein Filter kann das in Ordnung bringen, was man sich da an Störungen einfängt.

    MfG Klebwax
    Strom fließt auch durch krumme Drähte !

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hi,

    ich weiß, das ganze ist nicht optimal, aber mit dem IIR Filter läufts gut und wenn ich mir dadurch große Layout-Änderungen sparen kann, finde ich das akzeptabel.
    Ein zweiter Spannungsregler würde außerdem nur noch mehr elektr. Energie in Wärme umsetzen, das muss nicht sein. Der AVCC Anschluss hängt an 3V3, es geht um ARef, welchen ich per Spannungsteiler versorgen will. Auf der Platine befinden sich nur ein ATXMega192A3U, MPU6000 und ein MXPH6115A6U (Drucksensor), ansonsten sind nur ein paar PWM-, TWI- und USART-Anschlüsse nach außen geführt.

    Gruß
    Chris

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zitat Zitat von Che Guevara Beitrag anzeigen
    ich weiß, das ganze ist nicht optimal, aber mit dem IIR Filter läufts gut und wenn ich mir dadurch große Layout-Änderungen sparen kann, finde ich das akzeptabel.
    Ein zweiter Spannungsregler würde außerdem nur noch mehr elektr. Energie in Wärme umsetzen, das muss nicht sein. Der AVCC Anschluss hängt an 3V3, es geht um ARef, welchen ich per Spannungsteiler versorgen will. Auf der Platine befinden sich nur ein ATXMega192A3U, MPU6000 und ein MXPH6115A6U (Drucksensor), ansonsten sind nur ein paar PWM-, TWI- und USART-Anschlüsse nach außen geführt.
    Das mit ARef hab ich schon verstanden.

    Der AVcc gehört nicht an 3,3V, dazwischen gehört mindestens eine Drossel/Ferritperle und ein Kondensator.

    Und ja, ein Regler kostet Leistung. Störungsarmes Messen kostet Leistung: um Einstreuungen zu vermeiden sollte man niederohmig sein (größere Ströme) und das Widerstandsrauschen steigt mit dem Widerstandswert (also grüßere Ströme). "There no such thing as a free lunch"

    MfG Klebwax
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  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Ich hab an AVCC eine Drossel, einen 100nF und einen 10µF.
    Der ADC digitalisiert mit 12bit, danach oversample ich noch, um auf 14bit zu kommen, ich denke, da muss man in jedem Fall filtern.
    Hättest du den einen Vorschlag für einen kleinen (< Sot223) rauscharmen 5V Regler, der für mich in Frage käme (Uin max. 15V, Imax 10mA)?

    Gruß
    Chris

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Für kleine Ströme nehme ich typisch LP2980 im SOT23-5. Ob der 15V kann, weiß ich nicht auswendig. Aber in der Bauform sollte es ausreichend Typen geben. Du kannst auch den Platz für den 10µ an AVcc einsparen. Wenn die 3,3V so wackeln, daß man 10µ braucht, ist eh alles verloren.

    MfG Klebwax
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  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Ok, den werd ich mir mal genauer ansehen.
    Aber der Rest, also ARef aus den 5V generieren, sollte so funktionieren?!
    Die 3V3 wackeln nicht, den 10µ hab ich nur dazu gemacht, weil grad noch Platz war und Schaden tut er ja nicht.

    Gruß
    Chris

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